Что такое мировой океан: его части, свойства океанических вод

Модели

На изображении показано глобальное распределение скорости ветра и высоты волн, наблюдаемых двухчастотным радиолокационным высотомером НАСА TOPEX / Poseidon с 3 по 12 октября 1992 года. Одновременные наблюдения скорости ветра и высоты волн помогают ученым предсказывать океанские волны. Скорость ветра определяется силой радиолокационного сигнала после того, как он отразился от поверхности океана и вернулся на спутник. Спокойное море служит хорошим отражателем и дает сильный сигнал; бурное море имеет тенденцию рассеивать сигналы и возвращает слабый импульс. Высота волны определяется формой отраженного радиолокационного импульса. Спокойное море с низкими волнами возвращает сжатый пульс, тогда как бурное море с высокими волнами возвращает растянутый пульс. Сравнение двух изображений выше показывает высокую степень корреляции между скоростью ветра и высотой волны. Сильнейшие ветры (33,6 миль / ч; 54,1 км / ч) и самые высокие волны встречаются в Южном океане. Самые слабые ветры — пурпурные и темно-синие — обычно встречаются в тропических океанах.

Серфингистов очень интересуют прогнозы волн . Есть много веб-сайтов, которые предоставляют прогнозы качества серфинга на ближайшие дни и недели. Модели ветрового волнения основаны на более общих погодных моделях, которые предсказывают ветры и давление над океанами, морями и озерами.

Модели ветровых волн также являются важной частью изучения воздействия предложений по защите берега и питанию пляжей. Для многих пляжных зон имеется лишь отрывочная информация о волновом климате, поэтому оценка влияния ветровых волн важна для управления прибрежной средой.. Ветровую волну можно спрогнозировать на основе двух параметров: скорости ветра на высоте 10 м над уровнем моря и продолжительности ветра, который должен дуть в течение длительных периодов времени, чтобы считаться полностью развитым

Затем можно спрогнозировать значительную высоту волны и пиковую частоту для определенной длины выборки.

Ветровую волну можно спрогнозировать на основе двух параметров: скорости ветра на высоте 10 м над уровнем моря и продолжительности ветра, который должен дуть в течение длительных периодов времени, чтобы считаться полностью развитым. Затем можно спрогнозировать значительную высоту волны и пиковую частоту для определенной длины выборки.

Основные течения Мирового океана

Самое мощное теплое течение – Гольфстрим со средней температурой воды +20°. От берегов США поток двигается к Европе, разветвляется, а затем, делая кольцо, возвращается к Флориде. Благодаря теплу Гольфстрима мурманский порт не замерзает круглый год.

Гольфстрим из космоса

Самое холодное – Течение Западных Ветров. Оно опоясывает Землю и называется “ревущими сороковыми” из-за частых штормов с сильным ветром. За продолжительность в 30 тыс. км его заслуженно считают и самым крупным потоком.

Океан Тёплые течения Холодные течения
Атлантический Гольфстрим Западных ветров
Североатлантическое Бенгельское
Пассатные Канарское
Бразильское
Тихий Куросио Западных ветров
Северное и Южное Пассатные Калифорнийское
Перуанское
Индийский Муссонное Западных ветров
Южное Пассатное Сомалийское
Мозамбикское
Северный Ледовитый Восточно-Гренландское

Океанские потоки, играющие большую роль не только для океана, но и для всей земной жизни, изучены только на 5%. Дальнейшее исследование законов их образования поможет использовать движущиеся водные массы в хозяйстве, судоходстве, а также предусмотреть их разрушительное действие.

Влияние океана на жизнь планеты

Роль океанических течений в жизни нашей планеты трудно переоценить, поскольку движение водных потоков непосредственно влияет на климат планеты, погоду, морские организмы. Многие сравнивают океан с огромной тепловой машиной, которую приводит в движение солнечная энергия. Эта машина создаёт беспрестанный водообмен между поверхностными и глубинными слоями океана, обеспечивая его растворённым в воде кислородом и влияя на жизнь морских обитателей.

Этот процесс можно проследить, например, рассматривая Перуанское течение, что находится в Тихом океане. Благодаря подъёму глубинных вод, которые поднимают наверх фосфор и азот, на океанической поверхности успешно развивается животный и растительный планктон, в результате чего организовывается пищевая цепь. Планктон поедает мелкая рыбка, та, в свою очередь, становится жертвой более крупных рыб, птиц, морских млекопитающих, которые при таком пищевом изобилии поселяются здесь, делая регион одним из самых высокопродуктивных районов Мирового океана.

Случается и так, что холодное течение становится тёплым: средняя температура окружающей среды повышается на несколько градусов, из-за чего на землю проливаются теплые тропические ливни, которые, оказавшись в океане, губят рыбу, привыкшую к холодной температуре. Результат плачевный – в океане оказывается огромное количество дохлой мелкой рыбы, крупная рыба уходит, рыбный промысел прекращается, птицы покидают свои гнездовья. В результате местное население лишается рыбы, урожая, который побили ливни, и прибыли от продажи гуано (птичьего помёта) в качестве удобрения. На восстановление прежней экосистемы нередко может уйти несколько лет.

Обзор всех указанных выше причин течений

Указанные выше причины, возбуждающие передвижение воды в океане, сводятся к трем условиям: влиянию разностей давления атмосферы, влиянию разностей плотности морской воды и влиянию ветра. Влияние вращения Земли на оси и влияние берегов могут только видоизменять характер уже существующих течений, но сами по себе два последние обстоятельства никаких движений воды возбудить не могут.

Влияние разностей давления атмосферы никаких значительных течений возбудить не может. Остаются две следующие причины: разности плотностей морской воды и ветер.

Разности плотностей в океане всегда существуют, а следовательно, всегда стремятся привести частицы воды в движение. При этом разности плотностей действуют не только в горизонтальном направлении, но и в вертикальном, возбуждая конвекционные течения.

Ветер, согласно современным взглядам, не только обуславливает возникновение поверхностных течений, но также служит причиной происхождения течений и на разных глубинах до самого дна. Таким образом, значение ветра, как возбудителя течений, в последнее время расширилось и стало более всеобщим.

Материал, которым располагает океанография, по распределению плотностей в разных местах и на разных глубинах в океанах еще очень мал и недостаточно точен; но на основании его уже можно сделать попытку определить численно (по способу Бьеркнеса) те скорости течений, какие разность плотностей может возбудить в поверхностных слоях океанов.

На основании меридионального разреза через Северное Экваториальное течение Атлантического океана было определено, что существующая между 10 и 20° с. ш. разность плотностей могла бы произвести течение со скоростью 5—6 морских миль в 24 часа. Между тем наблюдаемая в этом месте средняя суточная скорость Экваториального течения около 15—17 морских миль. Если вычислить скорость того же Экваториального течения, соответствующую только влиянию ветра (принимая скорость NE пассата в 6,5 м в секунду), то получится суточная скорость течения в 11 морских миль. Сложив эту величину с 5—6 морскими милями суточной скорости, обусловленной разностью плотности, получим наблюдаемые 16—17 морских миль в сутки.

Приведенный пример показывает, что ветер, по-видимому, оказывается более важной причиной возбуждения течений на «поверхности океана, нежели разность плотностей. Подобный же пример для Балтийского моря еще более убедителен, он показывает, что даже и там, где на малых расстояниях разности плотностей очень велики, все-таки влияние ветра имеет большее значение для возникновения течений (см

стр. 273, течения Балтийского моря)

Подобный же пример для Балтийского моря еще более убедителен, он показывает, что даже и там, где на малых расстояниях разности плотностей очень велики, все-таки влияние ветра имеет большее значение для возникновения течений (см. стр. 273, течения Балтийского моря).

Наконец, самое существование смены муссонных течений, а также некоторое передвижение и изменение течений тропической полосы во всех океанах в зиму и лето того же полушария показывают еще раз большое значение ветров для существующей системы течений. Перемещение метеорологического экватора с временами года, конечно, сказывается на распределении температуры воды (см. главу о температуре), а следовательно, и на распределении плотности воды, но эти изменения очень невелики; изменения же в системе ветров, вызываемых перемещением метеорологического экватора, очень значительны.

Таким образом, из этих трех причин течений надо признать, что ветер представляет одну из важнейших. На это указывают многие обстоятельства; несомненно, что если бы ветер не существовал, то возникшие в океанах системы течений очень значительно отличались бы от существующих.

Тут будет уместно указать, что в океане существует много течений с водами совершенно различных плотностей, идущих рядом, и, несмотря на то, между ними, однако, вовсе не образуется обмена воды.

Наконец, все течения идут по ложу, образованному водами океана, всегда обладающими совершенно иными физическими свойствами, нежели воды самих течений; однако и при этих условиях течения продолжают существовать и двигаться, не смешивая немедленно своих вод с соседними. Конечно, такое смешение вод их происходит, но оно совершается очень медленно и в значительной мере обуславливается образованием водоворотов при движении одного слоя воды по другому.

Мировой океан. Рельеф дна, течения

Мировой океан – все водное пространство. Мировой океан занимает свыше 70% общей поверхности Земли (почти 71%). В Северном полушарии океан занимает 61% поверхности, в Южном – 81%. Мировой океан разделяется на океаны, моря, заливы, проливы. Общий объем воды Мирового океана 1 млрд. 370 млн. км3. В его водах растворено 73 химических элемента из 92 известных в природе и 118, известных на сегодня в Периодической таблице Д. И. Менделеева.

Части Мирового океана

Мировой океан делится на пять океанов – Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый и Южный. Южный океан как самостоятельной части Мирового океана появился относительно недавно (с 2000 года). Он включает южные части Тихого, Атлантического, Индийского океанов, а также моря, окружающие Антарктиду.

Размеры океанов: Тихий – 180 млн км2; Атлантический – 93 млн км2; Индийский – 75 млн км2; Северный Ледовитый – 13 млн км2. Границы океанов условны. Основанием для деления океанов служат самостоятельная система течений, распределение солености, температуры. Средняя глубина Мирового океана – 3711 м. Наибольшая глубина – 11 022 м (Марианская впадина в Тихом океане).

Моря – части океанов, в большей или меньшей степени отделенные от него сушей, отличающиеся особым гидрологическим режимом. Различают моря внутренние и окраинные. Внутренние моря глубоко вдаются в глубь материка (Средиземное, Балтийское). Окраинные моря прилегают к материку обычно с одной стороны, а с другой – сравнительно свободно сообщаются с океаном (Баренцево, Охотское).

Заливы – более или менее значительные пространства океана или моря, которые врезаются в сушу и имеют широкую связь с океаном. Небольшие заливы называются бухтами. Глубокие, извилистые, длинные заливы с обрывистыми берегами – фьорды .

Проливы – более или менее узкие водные пространства, которые соединяют два соседних океана или моря.

Рельеф дна Мирового океана.

3/4 площади Мирового океана занимают глубины от 3000 до 6000 м, т. е. эта часть океана принадлежит к его ложу. В рельефе дна океана выделяют составные части:

  • Подводная окраина материка сложена земной корой материкового типа. Состоит из шельфа (подводной мелководной равнины глубиной до 200 м) и материкового склона (глубина до 2500—3000 м).
  • Переходная зона сложена корой переходного типа, включает окраинные моря, островные дуги, глубоководные желоба.
  • Ложе океана сложено корой океанического типа. Состоит из срединных океанических хребтов и глубоководных котловин (4—4,5 км).

Таблица «Рельеф дна океана. Глубоководные впадины»

Морские (океанические) течения.

Морские течения – горизонтальное перемещение водных масс в определенном направлении. Течения можно классифицировать по многим признакам. По сравнению с температурой окружающей воды океана выделяют теплые, холодные и нейтральные течения. В зависимости от времени существования выделяют кратковременные или эпизодические, периодические (сезонные муссонные в Индийском океане, приливно-отливные в прибрежных частях океанов) и постоянные течения. В зависимости от глубины выделяют поверхностные (охватывают слой воды на поверхности), глубинные и придонные течения. Течения по своему происхождению бывают:

  1. дрейфовые – вызываются постоянными ветрами (Северное и Южное пассатные, течение Западных Ветров);
  2. ветровые – вызываются действием сезонных ветров (летние муссонные в Индийском океане);
  3. сточные – образуются вследствие разницы уровня воды в разных частях океана, текут из районов избытка воды (Гольфстрим, Бразильское, Восточно-Австралийское);
  4. компенсационные – возмещают (компенсируют) отток воды из разных частей океана (Калифорнийское, Перуанское, Бенгельское);
  5. плотностные (конвекционные) – образуются вследствие неравномерного распределения плотности океанической воды из-за разной температуры и солености (Гибралтарское течение);
  6. приливно-отливные периодические течения – образуются в связи с притяжением Луны.

Как правило, морские течения существуют благодаря сочетанию нескольких причин. Течения оказывают большое влияние на климат, особенно прибрежных территорий, проходя вдоль западного или восточного берега материков. Направление течений определяется общей циркуляцией атмосферы, отклоняющей силой вращения Земли вокруг оси, рельефом океанского дна, очертаниями материков.

Конспект по теме «Мировой океан. Рельеф дна, течения». Следующая тема: «Температура и соленость Мирового океана».

Причины образования

Природные явления зарождаются благодаря сочетанию ряда факторов. Океанические течения не выпадают из общего правила: на формирование потоков действует комбинация нескольких движущих сил.

К внешним причинам относятся:

  • направление, сила ветра;
  • вращение Земли, фазы Луны;
  • перепады атмосферного давления;
  • количество пресных сточных вод.

Внешняя среда влияет на физико-химические свойства водной массы, изменяя её температуру, плотность, глубину, траекторию движения. Физические показатели – также основа для классификации. Вывод: причинами перемещения воды в океане является возникшая неоднородность среды в результате влияния внешних и внутренних факторов.

Состав океанской воды Мирового океана

Контактируя с атмосферой, проходя гидрологический цикл, морская вода обменивается с воздухом содержащимися в нём газами: кислородом, азотом, углекислым газом и другими элементами. В океанической воде обнаружены почти все химические вещества.

Таблица № 2 «Состав морской воды».

Главные ионы (содержатся в наибольшем количестве) Растворенные газы Биогенные вещества Микроэлементы (растворенные вещества) Растворенные неорганические и органические вещества
  • хлориды;
  • сульфаты;
  • карбонаты.
  • кислород;
  • азот;
  • углекислый газ и др.
соединения азота, фосфора, кремния.
  • цинк;
  • золото;
  • фтор;
  • никель и д. р.
продукты распада отмерших животных и растительных организмов

Основные причины возникновения

В среднем высота волны во время шторма в океане достигает 7-8 метров, обычно может растянуться в длину — до 150 метров и до 250метров во время шторма.

В большинстве случаев морские волны образуются ветром.Сила и размеры таких волн зависят от силы ветра, а так-же его продолжительности и «разгона» — длины пути, на котором ветер действует на водную поверхность. Иногда волны, которые обрушиваются на побережье, могут зарождаются за тысячи километров от берега. Но есть ещё много других факторов возникновения морских волн: это приливообразующие силы Луны, Солнца, колебания атмосферного давления, извержения подводных вулканов, подводных землетрясений, движением морских судов.

Волны, наблюдаемые и в других водных пространствах, могут быть двух родов:

1) Ветровые, созданные ветром, принимающие по прекращении действия ветра установившийся характер и называемые установившимися волнами, или зыбью;
Ветровые волны создаются вследствие воздействия ветра (передвижение воздушных масс) на поверхность воды, то есть нагнетания. Причина колебательных движений волн становится легко понятна, если заметить воздействие того же ветра на поверхность пшеничного поля. Хорошо заметна непостоянность ветровых потоков, которые и создают волны.

2) Волны перемещения, или стоячие волны, образуются в результате сильных толчков на дне при землетрясениях или возбужденные, например, резким изменением давления атмосферы. Данные волны носят также название одиночных волн.

В отличие от приливов, отливов и течений волны в не перемещают массы воды. Волны идут, но вода остается на месте. Лодка, которая качается на волнах, не уплывает вместе с волной. Она сможет немного переместиться по наклонной, только благодаря силе земной гравитации. Частицы воды в волне движутся по кольцам. Чем дальше эти кольца от поверхности, тем меньше они становятся и, наконец, исчезают совсем. Находясь в субмарине на глубине 70-80 метров, вы не ощутите действие морских волн даже при самом сильном шторме на поверхности.

Вода на земле. Круговорот воды в природе

Гидросфера представляет собой водный слой планеты, состоящий из вод Мирового океана и вод суши. 96% воды на Земле содержится в океанах, а также морях. Все воды поверхности Земли составляют лишь малую долю всей водной оболочки.

Сколько же воды на Земле? Ее очень много – 1,4 млрд.км3 . Если сравнить ее объем с сушей, то получится воды намного больше. Хорошо это видно на диаграмме.

Казалось бы, такого количества воды хватит многим поколениям. Однако не вся вода пригодна к использованию. В ней могут содержаться различные соли, которые придают ей своеобразный вкус. В этом случае вода считается соленой и для ежедневного использования не пригодна. Люди используют ту воду, в которой содержание соли меньше 1 г на литр, то есть пресную. Ее на нашей планете очень мало – 3%, из этих процентов большая часть находится в ледниках.

Все воды на земле тесно взаимосвязаны и образуют единый круговорот воды в природе.

Что же из себя представляет круговорот воды? Конечно, в первую очередь, это процесс, складывающийся из нескольких составляющих. Сначала происходит испарение воды с земной коры, затем образуется пар, который переносится ветром и сгущается как облака. На почву попадает влага в виде осадков, которая с водами суши возвращается обратно в океан.

Круговорот воды можно изобразить как схему.

Мировой круговорот воды осуществляется вследствие воздействия солнечной радиации. С поверхности почвы за год испаряется 519 000 м3 воды. Водяные пары в атмосфере конденсируются – превращаются в капли жидкости. Сушу достигает 107 000 м3 воды. Из этого количества наибольшая часть воды испаряется, часть впитывается в грунт и пополняет подземные воды. Из рек 37 000 м3 воды достигает океана. Так осуществляется большой круговорот воды.

Ученые предположили, что примерно на протяжении 3000 лет в результате процесса круговорота произойдет обновление всей воды на планете.

Интересно понаблюдать путешествие капельки в круговороте воды.

Мы с вами познакомились с большим круговоротом воды, однако существует еще один тип круговорота. В данном случае весь пар, поднимающийся с океана, собирается в тучи, не переносится к суше, а возвращается сюда же в виде осадков. Этот круговорот воды получил название малый.

Явление круговорота воды осуществляется в природе постоянно и непрерывно.

Мировой круговорот воды связывает все оболочки планеты, осуществляя их взаимосвязь. Благодаря этому процессу обновляются запасы вод.

Теории происхождения Мирового океана

Принято считать, что происхождение океанической воды глубинное. Согласно этой теории, она была образована во время дифференцировки первичного вещества Земли. Ныне она представляет собой раствор неорганических солей, концентрация которого сильно варьируется от региона к региону и зависит от множества внешних факторов. Этот раствор поступает к мантии планеты во время извержения вулканов по областям глубинных разломов.

Колебания уровня океанов на протяжении миллионов лет находились в зависимости от движений тектонических плит, изменениям глубины и объёма впадин, образованием и таянием на материках гигантских ледяных покровов. Для ранних периодов истории планеты хронология изменений уровня Мирового океана выяснена ещё не полностью, но последний миллион лет наивысший и самый низкий уровни воды океана имеют довольно точную датировку.

Наука, к сожалению, ещё достаточно далека от разгадки величайшей тайны в истории – тайны появления жизни. Но тщательное изучение истории Мирового океана способно пролить свет на некоторые аспекты данной проблемы. Уже полученные данные помогают в решении самых сложных задач, которые также входят в вопрос о зарождении всего  живого. Так, например, выяснена и детально изучена роль океанов в процессах биологической эволюции. Учёные весьма убедительно продемонстрировали, что зародившаяся жизнь с океанскими водами была тесно взаимосвязана: она не только зависела от них, но и стала мощным преобразователем всей Земли, поскольку из-за жизнедеятельности уже существовавших водных организмов значительно менялся качественный и количественный состав всей гидросферы.

Самые крупные споры возникают при обсуждении образования и формирования дна океана. В отношении данной проблемы разработано несколько интересных концепций. С течением времени они несколько видоизменяются, поскольку с результатами всё новых исследований приходят свежие данные о том или ином аспекте каждой, а также отпадают нежизнеспособные теории.

Так, к примеру, гипотеза о формировании рельефа дна Тихого океана в результате отрыва от Земли ещё части, которая в дальнейшем превратилась в Луну, была опровергнута. Современные представления об этом, как правило, основываются на информации об особенностях движения земной коры под океанами и распределении геофизических полей.

Морские геологи достигли невероятных успехов в изучении слоёв осадочных пород на дне, а также физический и географических условий, в которых эти слои образовывались. Дня некоторых периодов удалось просчитать температуры Мирового океана в разных его регионах, солёность воды, её циркуляцию. Стало возможным представить общую схему развития основной части гидросферы на протяжении практически всего её существования, Постепенно становятся известными многие занятные подробности, которые способствуют восполнению пробелов в знаниях об истории великого земного океана.

Типы

Серфинг по каменистому дну с неровной поверхностью. Порто-Кову , западное побережье Португалии

Со временем развиваются три разных типа ветровых волн:

  • Капиллярные волны или рябь, в которых преобладают эффекты поверхностного натяжения.
  • Гравитационные волны

    Море, поднятые местами ветром.

    , в которых преобладают гравитационные и инерционные силы.

  • Волны , которые ушли от места, где они были подняты ветром, и в большей или меньшей степени рассеялись.

Волны появляются на гладкой воде, когда дует ветер, но быстро исчезнут, если ветер прекратится. Возвращающая сила, которая позволяет им распространяться, — это поверхностное натяжение . Морские волны представляют собой крупномасштабные, часто нерегулярные движения, возникающие при устойчивых ветрах. Эти волны, как правило, длятся намного дольше, даже после того, как ветер стих, а восстанавливающая сила, которая позволяет им распространяться, — это гравитация. По мере того, как волны распространяются от своей области происхождения, они естественным образом разделяются на группы с общим направлением и длиной волны. Наборы волн, сформированные таким образом, известны как зыби. Тихий океан является 19,800km от Индонезии до побережья Колумбии и, основываясь на средней длину волны 76.5m, будет иметь \ 258,824 набухает над этой шириной.

Отдельные « волны- убийцы» (также называемые «волнами-убийцами», «волнами-чудовищами», «волнами-убийцами» и «волнами короля») могут возникать намного выше, чем другие волны в состоянии моря . В случае волны Драупнера ее высота 25 м (82 фута) была в 2,2 раза больше высоты значительной волны . Такие волны отличаются от приливов и отливов , вызвано Луны и Солнца «s гравитационного притяжения , цунами , которые вызваны подводных землетрясений или оползней и волн , генерируемых подводных взрывов или падения метеоритов -Все , имеющие гораздо более длинные длины волн , чем ветровые волны.

Самые большие из когда-либо зарегистрированных ветровых волн — это не волны-убийцы, а стандартные волны в экстремальных морских условиях. Например, на RRS Discovery были зарегистрированы волны высотой 29,1 м (95 футов) в море со значительной высотой волны 18,5 м (61 фут), так что самая высокая волна была только в 1,6 раза больше высоты значительной волны. Самый большой зарегистрированный буй (по состоянию на 2011 год) был 32,3 м (106 футов) в высоту во время в от Тайваня.

Виды морских волн

Существуют классификации явления по следующим признакам:

  • зарождение (приливные, ветровые, от движения судов и другие);
  • силы, пытающиеся вернуть водные частицы в состояние устойчивости;
  • местонахождение в слоях воды;
  • форма, длина, перемещение в пространстве.

Ветровые

Виновник их появления — сильный ветер. Величина напрямую зависит от мощи ветра.

Когда ветер ослабевает или прекращается совсем, на морской поверхности появляется зыбь — продолжение колебания по инерции.

Внутренние

Появляются под водой. На это влияют разная плотность, степень солености, температура воды. Волновые колебания образуются в том месте, где различные слои воды соприкасаются.

Впервые о них заговорил ученый из Норвегии Нансен, когда проводил исследования за полярным кругом.

Внутренние волны могут быть выше поверхностных в несколько десятков раз, но их скорость ниже. Они обладают мощной разрушительной силой, опасны для подводных лодок, причалов, портовых построек.

Барические

В тех местах, где нередки циклоны, быстро меняется давление в атмосфере, образуются барические волны-одиночки. Проходя несколько сотен километров от того места, где образовались, они с огромной разрушительной силой внезапно обрушиваются на берег.

В 1935 году девятиметровая барическая волна ударила по берегу штата Флорида. Погибли несколько сотен человек. Такие явления часто случаются на индийском, японском, китайском побережьях.

Сейсмические

Подводные землетрясения, извержения вулканов, разломы земной коры на дне океанов вызывают образование сейсмических волновых колебаний. Сначала они не слишком большие, но по мере приближения к берегу становятся огромными. Их называют цунами.

Приливные

Образуются из-за приливов и отливов, вызываемых Луной. В месте зарождения они не выше двух метров, но приближаясь к берегу, вырастают до 18 м на Северном побережье Атлантики и до 13 м у берегов Охотского моря.

Стоячие (сейши)

Возникают в бухтах, заливах и в отдельных морях. Название сейши (фр. «раскачиваться») упомянул ученый из Швейцарии Франсуа-Альфонс Форель. Зарождение стоячих столбов воды с гребнем является следствием землетрясений, но ветер также причастен к их образованию.

Морская волна, гонимая ветром, сталкивается с той, что вернулась после удара о берег, — так образуются стоячие волны. Их величина зависит от рельефа берега и глубины водоема.

Волны-убийцы

Основная статья по этой ссылке.

Их называют странствующими чудовищами. Чаще всего они возникают в океанах.

Еще полвека назад морякам, рассказывающим о сильных волнах на море: крупных, небывалой высоты, — никто не верил. Научные теории о колебаниях воды в морях и океанах не фиксировали водных столбов выше 21 метра. Позднее участились случаи встреч с громадным водным чудовищем, высота которого превышала 25 метров, поэтому пришлось признать факт существования таких волн.

Факторы, влияющие на их появление, до конца не изучены, объяснения существуют на уровне гипотез.

Спектр

Классификация спектра океанских волн по периоду волны

Океанские волны можно классифицировать на основе: возмущающей силы, которая их создает; степень, в которой возмущающая сила продолжает влиять на них после формирования; степень, до которой восстанавливающая сила ослабляет или сглаживает их; и их длина волны или период. Сейсмические морские волны имеют период около 20 минут и скорость 760 км / ч (470 миль в час). Ветровые волны (глубоководные волны) имеют период около 20 секунд.

Тип волны Типичная длина волны Возмущающая сила Восстанавливающая сила
Капиллярная волна <2 см Ветер Поверхностное натяжение
Ветровая волна 60–150 м (200–490 футов) Ветер над океаном Сила тяжести
Seiche Большой, изменчивый; функция размера бассейна Изменение атмосферного давления, штормовой нагон Сила тяжести
Сейсмическая морская волна (цунами) 200 км (120 миль) Разломы морского дна, извержение вулкана, оползень Сила тяжести
Прилив Половина окружности Земли Гравитационное притяжение, вращение Земли Сила тяжести

Скорость всех океанских волн зависит от силы тяжести, длины волны и глубины воды. Большинство характеристик океанских волн зависит от соотношения между их длиной волны и глубиной воды. Длина волны определяет размер орбит молекул воды внутри волны, но глубина воды определяет форму орбит. Пути молекул воды в ветровой волне являются круговыми только тогда, когда волна распространяется на большой глубине. Волна не может «чувствовать» дно, когда она движется в воде глубже половины своей длины волны, потому что слишком мало энергии волны содержится в маленьких кружочках ниже этой глубины. Волны, движущиеся в воде глубже половины своей длины волны, известны как глубоководные волны. С другой стороны, орбиты молекул воды в волнах, движущихся по мелководью, сглаживаются близостью дна морской поверхности. Волны в воде глубже 1/20 их исходной длины известны как волны на мелководье. Переходные волны проходят через воду глубже 1/20 их исходной длины волны, но меньше половины их исходной длины волны.

Как правило, чем длиннее длина волны, тем быстрее энергия волны перемещается по воде. Связь между длиной волны, периодом и скоростью любой волны:

Cзнак равноLТ{\ displaystyle C = {L} / {T}}

где C — скорость (скорость), L — длина волны, а T — время или период (в секундах). Таким образом, скорость волны определяется функциональной зависимостью длины волны от периода ( дисперсионное соотношение ).
L(Т){\ Displaystyle L (T)}

Скорость глубоководной волны также можно приблизительно определить следующим образом:

Cзнак равнограммL2π{\ displaystyle C = {\ sqrt {{gL} / {2 \ pi}}}}

где g — ускорение свободного падения, 9,8 метра (32 фута) в секунду в квадрате. Поскольку g и π (3.14) — константы, уравнение можно свести к следующему:

Cзнак равно1,251L{\ displaystyle C = 1,251 {\ sqrt {L}}}

когда C измеряется в метрах в секунду, а L — в метрах

Обратите внимание, что в обеих формулах скорость волны пропорциональна квадратному корню из длины волны.. Скорость волн на мелководье описывается другим уравнением, которое можно записать как:

Скорость волн на мелководье описывается другим уравнением, которое можно записать как:

Cзнак равнограммdзнак равно3.1d{\ displaystyle C = {\ sqrt {gd}} = 3,1 {\ sqrt {d}}}

где C — скорость (в метрах в секунду), g — ускорение свободного падения, а d — глубина воды (в метрах). Период волны остается неизменным независимо от глубины воды, через которую она движется. Однако по мере того, как глубоководные волны входят на мелководье и ощущают дно, их скорость уменьшается, а гребни «сгущаются», поэтому длина волны укорачивается.

Роль течений в Мировом океане

Океанические течения формируют климат на планете, распределяя тепло и холод, влагу и засуху. Если бы в океанах не было течений, на Земле не существовало бы умеренных климатических зон, северные районы Европы оказались покрыты вечными снегами, а саванны Африки и тропические леса Южной Америки превратились в выжженные солнцем пустыни. 

Другая важная роль, которую играют океанические течения, — обеспечение биологической жизни в водных системах. Глубинные течения поднимают питательные вещества со дна океана к поверхности, снабжая пищей многие виды морских существ. Кроме того, течения переносят на большие расстояния животных, икру, личинки и споры, способствуя размножению.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector